Fotovoltaické solárne články sú polovodičové materiály skonštruované na premenu slnečného žiarenia na elektrinu. Polovodič si môžete predstaviť ako prázdnu poličku nad košom plným skákacích gúľ - kde sú guličky ako elektróny v polovodiči. Guličky v koši dole sa nemôžu veľmi pohybovať, takže materiál vedie zle. Ak ale lopta vyskočí na poličku, môže sa veľmi ľahko kotúľať, takže sa materiál zmení na dobrého vodiča. Keď slnečné svetlo prenikne do polovodiča, môže loptu z koša zdvihnúť a odložiť na poličku. Mysleli by ste si, že čím viac slnečného žiarenia, tým lepšie - viac guľôčok umiestnených na policu, viac prúdu zo solárneho článku. Ale viac slnečného žiarenia môže znamenať aj vyššie teploty - a vyššie teploty všeobecne znižujú výkon solárneho článku.
Polovodiče
Keď slnečné svetlo prichádza do solárneho článku, dodáva energiu elektrónom, ale tieto energetické elektróny v solárnom článku nerobia nikomu nič dobré - musia sa dostať von. Solárne články sú teda skonštruované tak, aby police boli šikmé. Lopta na poličke sa rýchlo kotúľa dole. Ak postavíte rúrku od spodného okraja police vinúcej sa okolo k koši dole, potom guľky vytekajú dole zo solárneho článku a späť. To je viac-menej to, čo sa stane, keď sú elektrické vodiče pripojené k solárnemu článku - elektróny sú zachytené slnečným žiarením a zatlačené do okruhu.
Energia zo solárneho článku
Z elektrického hľadiska je sila napätie krát prúd. Prúd sa vzťahuje na počet elektrónov vytlačených zo solárneho článku a napätie na „pretlačenie“, ktoré každý elektrón dostane. Pri spätnom pohľade na kôš a poličku je aktuálny počet guľôčok umiestnených na poličke každú sekundu a napätie je vysoké.
Keď bude slnko jasnejšie. dodáva energiu viac elektrónom - zdvihne viac guľôčok na poličku - ale polička sa už nedostane vyššie. To znamená, že napätie zo solárneho článku závisí od toho, ako je solárny článok zostavený, zatiaľ čo maximálny prúd závisí od toho, koľko slnečného žiarenia absorbuje. Napätie a prúd závisia aj od niektorých ďalších faktorov. Jedným z nich je teplota.
Vplyvy teploty
Teplota meria, koľko vecí sa pohybuje. V prípade polovodiča teplota meria, do akej miery sa pohybujú elektróny a koľko držiakov týchto elektrónov sa pohybuje. Keď opäť premýšľame o poličke a koši s guľkami, keď je polovodič teplejší, je to, akoby sa guľky chrlia a odrážajú okolo v koši a polica hore vibruje hore a dole.
V horúcom solárnom článku sa guľky už trochu odrážajú, slnečné svetlo ich ľahšie zdvihne a položí na poličku. Pretože polica vibruje hore a dole, guľky sa ľahšie dostanú aj na policu, ale pretože nie sú také vysoké, nekotúľajú sa tak rýchlo. To znamená, že keď sa kremíkový solárny článok zahreje, vytvára viac prúdu, ale menšie napätie. Bohužiaľ, je to len o niečo viac prúdu a oveľa menšie napätie, takže výsledkom je, že výkon klesá.
Výkon solárneho panelu
Solárne panely sú postavené z celého radu solárnych článkov prepojených dohromady. Rôzni výrobcovia vyrábajú svoje panely odlišne, takže môžete nájsť jeden solárny panel s 38 článkami a druhý so 480 článkami. Aj pri rozdieloch vo výrobe kremíkových solárnych panelov je materiál viac-menej rovnaký, takže teplotné vplyvy sú tiež takmer identické. Výkon kremíkových solárnych článkov zvyčajne klesá asi o 0,4 percenta s každým stupňom Celzia (1,8 stupňa Fahrenheita).
Teplota sa vzťahuje na skutočnú teplotu materiálu, a nie na teplotu vzduchu, takže za slnečného dňa nie je až také neobvyklé, aby solárny panel dosiahol 45 stupňov C (113 stupňov F). To znamená, že panel dimenzovaný na 200 W pri 20 ° C vydá iba 180 W.